物性質構儀在食品麵製品和果蔬品的應用

質構儀(yi) 在食品麵製品和果蔬品的應用

質地特性是食品特別重要的品質因素，物性質構儀(yi) 能夠較好的反映出食品的這一重要品質因素，已經開始應用於(yu) 各種食品的品質檢測中。通過介紹質構儀(yi) 的構造及工作原理，介紹其在麵製品、肉製品、奶製品和果蔬等不同樣品測試時探頭的使用，參數的設定以及其他測試條件的設置，給科研工作者提供一定的參考依據。

食品的硬度、脆性、彈性、黏著性和咀嚼性等反映了食品的質構特性。食品品質的評價(jia) 方法主要有感官評價(jia) 和儀(yi) 器評價(jia) 。國內(nei) 外多年來一直沿用的方法是感官評價(jia) ，即利用感官品嚐對食品進行評判分析，除外觀特征外，評價(jia) 項目是以口感為(wei) 實質性評價(jia) 內(nei) 容。口感評價(jia) 易受評價(jia) 員的嗜好、品味等不穩定因素的影響，從(cong) 而較難做出準確評價(jia) ，導致主觀評價(jia) 的人為(wei) 誤差較大，實驗結果的可靠性、可比性差。目前國內(nei) 外專(zhuan) 家一直致力於(yu) 研究客觀、簡單、易行、標準化程度高的鑒定食品品質的方法，來準確的描述和控製質地，以確保評價(jia) 結果的客觀準確性。

1 質構儀(yi) 的構造及工作原理

，是用於(yu) 客觀評價(jia) 食品品質的主要儀(yi) 器，近年來隨著其在食品行業(ye) 的廣泛應用，得到了科技工作者的充分肯定。質構儀(yi) 具有專(zhuan) 門的分析軟件包，可以選擇各種檢測分析模式，並實時傳(chuan) 輸數據繪製檢測過程曲線。他還擁有內(nei) 部計算功能，對有效數據進行分析計算，並可對多組實驗數據進行比較分析，獲得有效的物性分析結果。

質構儀(yi) 由主機、軟件、備用探頭及附件組成。其基本結構是由一個(ge) 能對樣品產(chan) 生變形作用的機械裝置，一個(ge) 用於(yu) 盛裝樣品的容器和一個(ge) 對力、時間和變形率進行記錄的記錄係統組成。質構儀(yi) 的主機與(yu) 微機相連，主機上的機械臂可以隨著凹槽上下移動，探頭與(yu) 機械臂遠端相接，與(yu) 探頭相對應的是主機的底座，探頭和底座有十幾種不同的形狀和大小，分別適用於(yu) 各種樣品。質構儀(yi) 所反映的主要是與(yu) 力學特性有關(guan) 的食品質地特性，其結果具有較高的靈敏性與(yu) 客觀性，並可對結果進行準確的數量化處理，以量化的指標來客觀全麵地評價(jia) 產(chan) 品品質，從(cong) 而避免了人為(wei) 因素對食品品質評價(jia) 結果的主觀影響。

儀(yi) 器設計有多種探頭可供選擇，如：圓柱形、圓錐形、球型、針形、盤形、刀具、壓榨板、咀嚼性探頭等。如圓柱形探頭可以用來對凝膠體(ti) 、果膠、乳酸酪和人造奶油等作鑽孔和穿透力測試以獲得關(guan) 於(yu) 其堅硬度、堅固度和屈服點的數據；圓錐形探頭可以作為(wei) 圓錐透度計，測試奶酪、人造奶油等具有塑性的樣本；壓榨板用來測試諸如麵包、水果、奶酪和魚之類形狀穩定不流動的產(chan) 品；球形探頭用於(yu) 測量薄脆的片狀食物的斷裂性質；鋸齒測試探頭可測量水果、奶酪和包裹著的材料的表麵堅硬度；咀嚼式探頭可模仿門牙咬穿食物的動作進行模

擬測試。

TPA （Texture Profile Analysis） 質構分析方法建立於(yu) 1967 年左右，適用於(yu) 通用的質構測定儀(yi) 。TPA質構測試又被稱為(wei) 兩(liang) 次咀嚼測試 （Two Bite Test，TBT），主要是通過模擬人口腔的咀嚼運動，對固體(ti) 半固體(ti) 樣品進行兩(liang) 次壓縮，測試與(yu) 微機連接，通過界麵輸出質構測試曲線，如圖 1 所示

從(cong) 圖 1 中可以分析質構特性參數，所獲得的指標有:脆性、硬度、黏著性、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性和恢複性等。脆性是次壓縮過程中，若是產(chan) 生破裂現象，曲線中出現一個(ge) 明顯的峰，此峰值就定義(yi) 為(wei) 脆性；硬度是次壓縮時的大峰值，多數樣品的硬度值出現在大變形處；黏著性是次壓縮曲線達到零點到第二次壓縮曲線開始之間的曲線的負麵積 （圖 1 中的麵積 3）；彈性是變形樣品在去除壓力後恢複到變形前的高度比率，用第二次壓縮與(yu) 次壓縮的高度比值表示，即長度 2/ 長度 1；黏聚性表示測試樣品經過次壓縮變形後所表現出來的對第二次壓縮的相對抵抗能力，在曲線上表現為(wei) 兩(liang) 次壓縮所做正功之比，即麵積 2/ 麵積 1；膠著性隻用於(yu) 描述半固態測試樣品的黏性特性，數值上用硬度和黏聚性的乘積表示，即硬度×黏聚性；咀嚼性隻用於(yu) 描述固態測試樣品，數值上用膠黏性和彈性的乘積表示；恢複性表示樣品在次壓縮過程中回彈的能力，是次

壓縮循環過程中返回樣品所釋放的彈性能與(yu) 壓縮時探頭的耗能之比，在曲線上用麵積 5 和麵積 4 的比值來表示，即麵積 5/ 麵積 4。

2 物性分析儀(yi) 在不同食品質構測定方麵的應用

2.1 質構儀(yi) 在麵製品品質評價(jia) 中的應用

2.1.1 在麵條品質評價(jia) 中的應用

李文等認為(wei) 通過盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ） TPA 評價(jia) 與(yu) 麵條感官評價(jia) 顯著相關(guan) 。TPA 指標中硬度和膠著性能較好反映麵條感官適口性，彈性和恢複性能部分反映麵條黏性和光滑性。除黏著性外，不同品種間煮熟麵條的質構儀(yi) 指標差異顯著，表明 TPA 硬度、彈性、黏聚性、膠著性和咀嚼性均可反映品種間麵條的質地結構差異，可作為(wei) 評價(jia) 麵條結構特性的客觀量化指標。所以，質構儀(yi) TPA 指標硬度能較好地反映麵條的軟硬度和總評分，但尚不能*代替感官評價(jia) ，建議采用儀(yi) 器量化測定和感官相結合的方法評價(jia) 麵條品質。

韓樂(le) 等通過盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ）認為(wei) TPA 試驗中的硬度、膠著性、咀嚼性參數，剪切試驗中的大剪切力參數，拉伸試驗中的拉斷力參數均和麵條感官評價(jia) 筋道感、硬度、彈性呈高度顯著正相關(guan) ，分別用這 5個(ge) 參數代替感官來評價(jia) 麵條的筋道感、硬度、彈性具有較強的可行性。拉伸試驗中的拉斷力參數和麵條的滑口感呈高度顯著負相關(guan) ，認為(wei) 用拉斷力參數可間接評價(jia) 麵條的滑口感特性。

2.1.2 饅頭

吳昊等通過盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ）等對 19 種小麥製成的饅頭進行了 TPA試驗。測試指標彈性、恢複性與(yu) 其感官品質顯著相關(guan) 。彈性與(yu) 饅頭百克重量、內(nei) 部結構均顯著相關(guan) ；恢複性與(yu) 饅頭外觀形狀呈顯著負相關(guan) 。根據人們(men) 的膳食習(xi) 慣，在外觀品質(色澤、外觀形狀)較好、體(ti) 積較大的基礎上，認為(wei) 物性分析儀(yi) 測試的彈性和恢複性數值越高，其品質越好。

2.1.3 麵包

張鐵林等通過盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ）以 8 種品牌麵粉為(wei) 試驗材料，使用物性測定儀(yi) 測試了麵團的硬度、彈性、粘力、黏著性、斷裂力、斷裂能量、斷裂恢複形變程度、恢複能量、恢複形變程度等 9 種指標，並通過相關(guan) 分析研究了這些指標與(yu) 麵包品質 （麵包體(ti) 積和彈性變化率） 以及小麥粉的品質性狀的相互關(guan) 係。研究結果表明：麵團的硬度、粘力與(yu) 麵包的體(ti) 積呈正相關(guan) ，彈性與(yu) 麵包的體(ti) 積呈負相關(guan) ，粘力與(yu) 24 h 後窒溫下彈性變化率呈顯著的正相關(guan) 。麵團的質構特性與(yu) 麵粉的品質指標的相關(guan) 性也非常明顯。

2.2 質構儀(yi) 在肉製品品質評價(jia) 中的應用張軍(jun) 等通過盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ）試驗和數據分析認為(wei) ，肉製品的嫩度可使用質構儀(yi) 的穿透法測得的曲線中的個(ge) 極值點來較好的量化反映。使用穿透法極值點來測量肉製品的嫩度既準確又便捷，並提出標準化的測試條件：探頭測量模式為(wei) 阻力測試；探頭運行方式為(wei) 循環方式；探頭下行速度和返回速度為(wei) 6.0 mm / s，下行距離為(wei) 20 mm，每次數據采集量為(wei) 200，樣品厚度為(wei) 20 mm。

周碩等通過盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ）對高壓、高溫作用的牛肉結構進行了 TPA 測試。表明在 20 ℃～60 ℃範圍內(nei) 隨著溫度和壓力的增加，牛肉的硬度、咀嚼性、彈性、黏性都有增加，與(yu) 牛肉的肌原纖維的變化有關(guan) 。

2.3 質構儀(yi) 在奶製品品質評價(jia) 中的應用

紅莉認為(wei) 通過盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ）的 A/BE 反擠壓裝置測定的一係列力的變化可以反應出酸奶的不同特性。正的力值和麵積越大，說明酸奶越稠厚、內(nei) 聚力越大，對活塞下壓時的抵抗力越大，也說明酸奶爽滑性、細膩度越差；負的力值說明酸奶對活塞的附著性，即力的值越大，奶黏性越大，活塞上提時黏在其上的越多，一般較稠的酸奶黏性較大。從(cong) 測試結果可以看出，口感越黏稠的，正的峰值力越大，樣品越易粘探頭，這樣能很好的把酸奶的口感品嚐結果進行量化。

2.4 質構儀(yi) 在果蔬品質評價(jia) 中的應用

潘秀等認為(wei) 隨著貯藏時間的延長蘋果果肉會(hui) 變得綿軟，果肉脆性降低，汁液豐(feng) 富度明顯下降。盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ） TPA 試驗的各項參數能夠在不同方麵反映蘋果果肉的這種變化特性。結果顯示，果肉黏著性與(yu) 硬度、脆度、凝聚性等質地參數值呈負相關(guan) ；果肉凝聚性與(yu) 硬度、恢複性、咀嚼性參數值有較好的正相關(guan) 性 （R = 0.86～0.95）；果肉彈性值與(yu) 其他參數值相關(guan) 性較差，而恢複性與(yu) 彈性以及黏著性以外的質地參數值有較好的正相關(guan) 性 （R = 0.67～0.95）。

確定脆度、黏著性、凝聚性、恢複性、咀嚼性 5 項參數用於(yu) 比較紅富士與(yu) 嘎拉蘋果采後質地的差別，結果反映了嘎拉較紅富士蘋果更易出現綿軟的質地特性。

海鷗等通過盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ）對蘋果切片進行了 TPA 測試，探索了壓縮速率和壓縮程度對 Fl、硬度、內(nei) 聚性、恢複性的影響。結果表明，壓縮速率對四個(ge) 參數的影響不顯著；而壓縮程度對四個(ge) 參數影響顯著。根據試驗結果擬合出壓縮程度對內(nei) 聚性和恢複性的影響模型，擬合水平 P= 0.001，R2 分別達到 0.946、0.907，擬合模型具有統計學意義(yi) 。

3 總結與(yu) 展望

采用盛泰儀(yi) 器ST-Z16物性分析儀(yi) （質構儀(yi) ），可以克服感官鑒定方法中存在的不足。TPA 已經廣泛應用於(yu) 許多食品的質構測定，給質構研究人員帶來了極大的方便，其測定的結果具有較高的靈敏度和客觀性。但應注意的是：質構儀(yi) 畢竟隻是儀(yi) 器，其測定結果與(yu) 口感品嚐會(hui) 有一定得差距，所以在進行食品品質測定時，應采用質構儀(yi) 測定與(yu) 感官評定相結合的方法。獲得儀(yi) 器測量和感官測試測量質構時的高度相關(guan) 性，一直是眾(zhong) 多學科領域科學家們(men) 的目標，我們(men) 相信隨著科學工作者對這方麵研究的深入，越來越多的物性分析儀(yi) 測試參數和感規指標將會(hui) 建立起來。